Prawda

Poniedziałek, 1 marca 2021 - 04:12

« Poprzedni Następny »


Fantastyczne oko przegrzebka pokazane w nowej pracy


Jerry A. Coyne 2017-12-16

Przegrzebek zwyczajnyprzegrzebek wielki (Pecten maximus) – jadalny. Wysoko ceniony pod względem kulinarnym, zaliczany do owoców morza. Występuje w północno-wschodnim Atlantyku – od północnej Norwegii, wzdłuż wybrzeży Europy po Afrykę Północną. Żyje w piaszczystym, żwirowym lub mulistym dnie na różnych głębokościach – od wód bardzo płytkich po głębokie do 250 m.


Osiąga przeciętnie 10–15 cm długości, ale spotykane są osobniki o długości około 20 cm. Górna połówka muszli jest płaska, zwykle czerwonawobrązowa, a dolna wypukła i jasnokremowa lub brązowa. Pecten maximus odżywia się filtrując wodę. Jest obojnakiem (hermafrodytą). Larwy planktoniczne. Tyle wikipedia, która nie informuje jednak, że przegrzebek patrzy.   


Może nie zdajecie sobie sprawy, podobnie jak czytelnik Gregory (który przysłał mi artykuł z “Science”), że przegrzebki mają oczy. Ale naprawdę je mają – aż do 200 maleńkich oczu ustawionych wzdłuż płaszcza, każdy o średnicy milimetra.


Oto jak wygląda ich szereg u przegrzebka Pecten:



I zbliżenie na malutkie, błękitne oczy:


Zbliżenie oczu przegrzebka. Zdjęcie: Dan-Eric Nilsson/Lund University, źródło: New York Times
Zbliżenie oczu przegrzebka. Zdjęcie: Dan-Eric Nilsson/Lund University, źródło: New York Times

Dlaczego je potrzebują? Ponieważ przegrzebki nie są osiadłymi mięczakami: pływają trzepocząc muszlami, żeby uciec przed drapieżnikiem lub znaleźć nowe miejsce na odpoczynek.  Jak tutaj:



Od pewnego czasu było wiadomo, że działa w tych oczach odbicie światła padającego na siatkówkę, ale nie było jasne, jak osiąga się to odbicie, poza tym, że lustrem prawdopodobnie były kryształki guaniny (guanina jest jedną czterech zasad, które stanowią “kod” DNA). Nowy artykuł w “Science” Benjamina Palmera i in. wyjaśnia jednak jak to oko działa i jest to zdumiewające. Lustro, stworzone z nałożonych na siebie warstw kryształków guaniny, odbija światło na siatkówkę, a są tam dwie siatkówki, nie zaś jedna, każda dająca informację o różnej części otoczenia przegrzebka. Lustro, poza bardzo skutecznym działaniem, jest piękne, jest cudem doboru naturalnego.


Najpierw jednak inne zdjęcie (z artykułu) o oczach uszeregowanych na płaszczu (podpisy wszystkich zdjęć pochodzą z artykułu): 


Przegrzebek Pecten maximus z licznymi oczyma uszeregowanymi na płaszczu (biała strzałka pokazuje indywidualne oko)
Przegrzebek Pecten maximus z licznymi oczyma uszeregowanymi na płaszczu (biała strzałka pokazuje indywidualne oko)

A tak działają te oczy. Rysunek „A” poniżej jest wizerunkiem stworzonym przez technikę, która umożliwiła to badanie: niskotemperaturową skaningową mikroskopię elektronową (CSEM), w której skanuje się zamrożoną próbkę. (W tym roku przyznano Nagrodę Nobla w chemii badaczom, którzy stworzyli tę metodę.) To umożliwiło badaczom wizualizację nie tylko całej budowy oka, jak na “A” poniżej, ale także jego przekrojów, mogli więc patrzeć na budowę guaninowych “luster”, jak również robić modele komputerowe tego, jak podróżuje światło po dostaniu się do oka.


Obraz “A” jest analizowany w “B”, z różnymi kolorami przedstawiającymi różne części oka i kierunek światła.  Wpadające światło (czerwone linie) uderzają w lustro (zielone) po przejściu przez  rogówkę (czarne), źrenicę (granatowe), soczewkę (jasnoniebieskie) i przezroczyste siatkówki (szara chmura). Po uderzeniu w lustro promienie światła (teraz żółte) odbijają się od warstw guaniny, padając ostatecznie na obie siatkówki. Jedna siatkówka jest bliższa ciała przegrzebka, druga dalsza:

 


A) Volume rendering of an x-ray micro-CT scan of a whole scallop eye, showing the eye anatomy. (B) Segmentation of the micro-CT in (A). Black, cornea; navy, “iris;” blue, lens; gray, gross retinal volume; green, mirror. Rays traced through the eye from a point source aligned with the axis of the lens (red) are reflected (yellow) and focused on the retina. The border of the best-focused region encompassing all reflected rays denotes a 3D circle of least confusion (COLC; black line). The inset is a side view of the mirror showing the optical axes of the lens (blue), central mirror (green), and center of the visual field (cyan). The lens and mirror axes are offset by 7.3°.
A) Volume rendering of an x-ray micro-CT scan of a whole scallop eye, showing the eye anatomy. (B) Segmentation of the micro-CT in (A). Black, cornea; navy, “iris;” blue, lens; gray, gross retinal volume; green, mirror. Rays traced through the eye from a point source aligned with the axis of the lens (red) are reflected (yellow) and focused on the retina. The border of the best-focused region encompassing all reflected rays denotes a 3D circle of least confusion (COLC; black line). The inset is a side view of the mirror showing the optical axes of the lens (blue), central mirror (green), and center of the visual field (cyan). The lens and mirror axes are offset by 7.3°.

Tutaj jest przekrój oka z oznaczonymi elementami. Widać dwie siatkówki (iii and iv), z wklęsłym lustrem (v) tuż poniżej siatkówek. Ponieważ siatkówki są przezroczyste, nie blokują wpadającego światła. Żółte strzałki wskazują na kierunek światła wpadającego do oka:


Fluorescence microscopy image of an eye cross section, showing the cell nuclei stained with DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole). The (i) cornea, (ii) lens, (iii) distal retina, (iv) proximal retina, and (v) concave mirror are indicated.
Fluorescence microscopy image of an eye cross section, showing the cell nuclei stained with DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole). The (i) cornea, (ii) lens, (iii) distal retina, (iv) proximal retina, and (v) concave mirror are indicated.

Tutaj jest zabarwiony przekrój, który ułatwia identyfikację części. Siatkówki są oliwkowozielone a lustro jaskrawozielone: 


Low-resolution cryo-SEM micrograph of an eye cross section after high-pressure freezing and freeze-fracturing. The lens (blue), distal retina (yellow), proximal retina (orange), and concave mirror (green) are shown in pseudo-colors. The cilia and microvilli of the photoreceptors were used to identify the locations of the distal and proximal retinas.
Low-resolution cryo-SEM micrograph of an eye cross section after high-pressure freezing and freeze-fracturing. The lens (blue), distal retina (yellow), proximal retina (orange), and concave mirror (green) are shown in pseudo-colors. The cilia and microvilli of the photoreceptors were used to identify the locations of the distal and proximal retinas.

Naprawdę niezwykłe w tym oku jest to, że “lustro” składa się z “podłogi” z płytek kryształków guaniny w kształcie kwadratów (co nie jest naturalną konfiguracją krystaliczną – jak przegrzebek to robi?). Każda „podłoga” jest taflą i jest ich 20-30 jedna nad drugą, poprzekładane cytoplazmą. Tutaj jest obraz CSEM, czy nie jest to niezwykłe? 


The ultrastructure of the multilayer mirror. (A to C) Cryo-SEM micrographs of high-pressure–frozen, freeze-fractured cross sections through the eye of P. maximus. (A) The mirror viewed perpendicular to the eye axis. White arrow, direction of on-axis incident light. (B) The tiled mirror viewed from above. (C) Crystals in adjacent layers, stacked directly on top of one another, viewed in a fracture through the mirror. (D) TEM micrograph of a single, regular square crystal extracted from the eye. The crystals are 1.23 × 1.23 ± 0.08 μm (N = 20) with internal corner angles of 90.16 ± 2.78° (N = 28) (means ± SD).
The ultrastructure of the multilayer mirror. (A to C) Cryo-SEM micrographs of high-pressure–frozen, freeze-fractured cross sections through the eye of P. maximus. (A) The mirror viewed perpendicular to the eye axis. White arrow, direction of on-axis incident light. (B) The tiled mirror viewed from above. (C) Crystals in adjacent layers, stacked directly on top of one another, viewed in a fracture through the mirror. (D) TEM micrograph of a single, regular square crystal extracted from the eye. The crystals are 1.23 × 1.23 ± 0.08 μm (N = 20) with internal corner angles of 90.16 ± 2.78° (N = 28) (means ± SD).

Nie każda warstwa odbija światło z powrotem na siatkówki; zamiast tego każda warstwa zakrzywia nieco padające na nią światło, a następna warstwa zakrzywia je nieco bardziej i tak dalej, aż sekwencja warstw odwraca światło dokoła i odbija je z powrotem, by skupiło się na siatkówkach (zobacz to wyjaśnienie z Duke University). To jest niezwykły wyczyn doboru naturalnego.


Równie niezwykła jest kalkulacja (z symulacji autorów), że światło najlepiej odbija się w niebiesko-zielonym spectrum: dokładnie tej długości fali światła, jaka dociera na dno morza do środowiska przegrzebków.  


Co więcej, jak sugeruje jeden z autorów modeli, światło z różnych części oka inaczej dociera do tych dwóch siatkówek. Światło wpadające środkiem oka jest kierowane do zewnętrznej siatkówki, podczas gdy światło padające z boków oka idzie do wewnętrznej siatkówki. Tak więc te dwie siatkówki dają informacje o różnych częściach habitatu. Dlaczego miałoby to być użyteczne? Jak sugerują autorzy, peryferyjne widzenie może pomóc przegrzebkowi w kierowaniu jego ruchami podczas pływania i pomóc w znalezieniu nowego miejsca, by osiąść, podczas gdy wizja centralna może dać informację o zbliżającym się drapieżniku.


Wreszcie, dane nadchodzące z różnych oczu zostają zintegrowane i wysłane do “mózgu” przegrzebka lub, jak to opisują autorzy „bocznych płatów zwoju ścienno-trzewnego, miejsca przetwarzania wzrokowego przegrzebków”. Nie ma więc niezależnych danych z każdego oka, co nie jest naprawdę potrzebne, ponieważ siatkówki rozróżniają inne części środowiska przegrzebka.


Lustro odbijające światło na detektor obrazu jest tym właśnie sposobem, na jaki działają teleskopy zwierciadlane, choć skonstruowane przez ludzi lustra bardzo różnią się od luster przegrzebka. Właściwie nie sądzę, by ludzie byli zdolni do wyprodukowania takich luster, jakie robią te małże. Jak kiedyś powiedział Leslie Orgel: ewolucja jest mądrzejsza od ciebie.


h/t: Gregory

__________

Palmer, B. A., G. J. Taylor, V. Brumfeld, D. Gur, M. Shemesh, N. Elad, A. Osherov, D. Oron, S. Weiner, and L. Addadi. 2017. The image-forming mirror in the eye of the scallop. Science 358:1172-1175. (pdf here)


The fantastic eye of the scallop revealed in a new paper

Why Evolution Is True, 4 grudnia 2017

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne


Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1194 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Nikczemne grzyby naśladują kwiaty trawy, by ułatwić własne rozmnażanie się   Coyne   2021-02-26
Co zabiło megafaunę Ameryki Północnej?   Novella   2021-02-25
Stresy i nowe szczepy wirusa   Ridley   2021-02-12
EWOLUCJA wirusa Covid-19   Coyne   2021-02-10
Czy „toksyczna kobiecość” jest główną przyczyną bojów o społeczną sprawiedliwość?   Coyne   2021-02-08
Najmniejszy gad (i owodniowiec) świata: BARDZO mały kameleon   Coyne   2021-02-05
Dlaczego kocimiętka i matatabi doprowadzają koty do szaleństwa? Grupa badaczy mówi, że te rośliny mogą chronić je przed komarami   Coyne   2021-02-02
Bądźcie sceptyczni wobec wideo pokazujących “skutki uboczne” szczepionki   Novella   2021-01-28
Szaleństwo odnawialnej energii   Ridley   2021-01-23
Głębia ludzkiej historii   Novella   2021-01-19
Dlaczego szczepionki mRNA mogą zrewolucjonizować medycynę?   Ridley   2021-01-02
Szczepionka mRNA na koronawirusa: świadectwo ludzkiej pomysłowości i mocy nauki   Coyne   2021-01-01
Dziwaczny rodzaj rasistowskiego patriarchatu   Arora   2020-12-31
Centrala muszek owocowych: Bloomington Drosophila Stock Center   Coyne   2020-12-29
Pierwszy raport o używaniu narzędzi przez pszczoły: rodzimy gatunek używa grudek łajna, by odeprzeć drapieżne szerszenie   Coyne   2020-12-23
Nie – żadne chi nie istnieje   Novella   2020-12-21
Moc nauki dostarczyła najlepszej możliwej wiadomości w tym koszmarnym roku   Ridley   2020-12-18
Szczątkowa cecha ptaków, która mogła być funkcjonalna u przodków: zdalne wyczuwanie drgań dziobem (nadal czynne u kiwi)   Coyne   2020-12-16
Paradoks wielce niedoskonałego dobra   Koraszewski   2020-12-11
Nasiona roślin ewoluują, by upodobnić się odchodów antylopy, a oszukane żuki gnojowe odtaczają i zagrzebują nasiona   Coyne   2020-12-10
AI – asystent lekarza   Novella   2020-12-09
Czy problem zwijania białka został rozwiązany?   Coyne   2020-12-05
„Gryzoń skunksowy”, który żuje trujące rośliny i wypluwa truciznę na swoje futro   Coyne   2020-12-02
Intensywne zbieranie leczniczej rośliny przez ludzi prowadzi do ewolucji nowych kolorów liści i kwiatów   Coyne   2020-11-28
Jak ewoluuuje altruizm?   Coyne   2020-11-25
Filozof zainfekowany efektem potwierdzenia wyjaśnia, dlaczego ewolucja dowodzi Boga   Coyne   2020-11-23
Według nowych badań są cztery gatunki pingwinów białobrewych, a nie tylko jeden   Coyne   2020-11-19
Gra w łajdactwo, by zrozumieć łajdaków   Novella   2020-11-18
Ewolucja psów   Novella   2020-11-09
Genomowa i ewolucyjna analiza wymarłego kota szablozębnego   Coyne   2020-10-31
Zakład Simon-Ehrlich po 40 latach   Gale L. Pooley   2020-10-23
Używające narzędzi mrówki budują struktury, by spijać roztwór cukru w pojemnikach, nie topiąc się   Coyne   2020-10-22
Czego pandemia nauczyła nas o nauce?   Ridley   2020-10-19
Przeddarwinowscy “darwiniści”   Berry   2020-10-16
Covid 19 może przejmować kontrolę nad receptorami bólu, uśmierzając ból i podnosząc szerzenie się choroby: możliwy rezultat doboru naturalnego   Coyne   2020-10-15
Znowu wrzawa, że “teoria ewolucji wywrócona”, ale jak zwykle, robią z igły widły   Coyne   2020-10-13
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 4. Rzekome znaczenie dryfu genetycznego w ewolucji   Coyne   2020-10-09
Chromosomy Y ludzi, neandertalczyków i denisowian   Novella   2020-10-08
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 3. Rzekome znaczenie epigenetyki w ewolucji   Coyne   2020-10-07
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 2. Rzekome nieistnienie gatunków   Coyne   2020-10-05
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 1. Genetyczna plastyczność    Coyne   2020-10-03
“New Scientist”: Darwin jednak miał rację    Coyne   2020-10-01
Uprawy GMO i wzrost plonów   Novella   2020-09-28
Książka o psychologii ewolucyjnej, która pokazuje wartość tej dziedziny – ale nie wartość memów   Coyne   2020-09-22
Przyjemności seksu i jagód   Ridley   2020-09-18
Czy można falsyfikować naukowe teorie? Naukowiec odpowiada, że “nie”   Coyne   2020-09-12
Naukowe pismo “Nature” przystaje do Przebudzonych twierdząc, że zarówno płeć, jak gender są niebinarne   Coyne   2020-09-09
Wybór ostatecznej wolności   Witkowski   2020-09-07
Polio zlikwidowane w Afryce   Novella   2020-09-05
Czy wyrazy ludzkiej twarzy są uniwersalne w okazywaniu emocji?   Coyne   2020-09-02
Barwny erudyta J.B.S. Haldane   Coyne   2020-08-28
Modelowanie zbijania się pingwinów cesarskich w gromadę: każdy dostaje równie dużo ciepła   Coyne   2020-08-25
Jak algorytmy wpływają na twoje życie   Novella   2020-08-24
Z okazji dziewięćdziesiątych urodzin Thomasa Sowella   Jacoby   2020-08-22
Prawdziwie długa szyja: 6-metrowy wodny gad z triasu z szyją długości 2,7 metra   Coyne   2020-08-19
Wątrobiane duszki   Novella   2020-08-17
Rozrzedzanie krwi bez groźby krwawienia   Novella   2020-08-14
Nowy raport: Bakteria po stu milionach lat nadal żywa!   Coyne   2020-08-08
Modlitwa to nie jest lekarstwo   Nowella   2020-08-07
Maleńki, 10-centymetrowy dinosaur, który zjadał owady   Coyne   2020-08-06
Piękny skoczek, który upodabnia się do mrówki   Coyne   2020-08-03
Urodziny Rosalind Franklin!   Cobb   2020-07-31
Kondor wielki: ptak, który rzadko kiedy macha skrzydłami   Coyne   2020-07-28
Czy ludzie byli w Nowym Świecie ponad 30 tysięcy lat temu?   Coyne   2020-07-26
Oszaleć na punkcie nietoperzy w czasach korony i politykierstwa   Collins   2020-07-25
Dwa gatunki dały zdolną do życia hybrydę, mimo że rozeszły się 150 milionów lat temu   Coyne   2020-07-23
Niccolo Tartaglia jego tajemnica   Jacoby   2020-07-20
Akcja afirmatywna w wieloetnicznym narodzie   Hyams   2020-07-17
Dekolonizacja ewolucji (i Darwina) była nieunikniona   Coyne   2020-07-15
Filtr mózgu (czyli czego nie widzimy)   Novella   2020-07-14
Homeopatia jest bezwartościowa a czasami szkodliwa   Novella   2020-07-10
Pięć błędnych wyobrażeń o ewolucji: jedno jest wątpliwe, jedno niesłuszne   Coyne   2020-07-08
Wiecznie kurczący się tranzystor i wynalezienie Google   Ridley   2020-07-06
Postmodernizm: filozofia, która stoi za naszymi wojnami kulturowymi i postępującym nihilizmem   Hill   2020-07-02
Bodźce do innowacji w końcu pokonają COVID-19   Ridley   2020-06-27
Maleńkie stworzenia morskie budują olbrzymie, fantastyczne domy, by chronić się i zdobywać pokarm   Coyne   2020-06-25
Rośliny uprawne z edytowanym genomem pomagają farmerom i środowisku   Ridley   2020-06-20
Czy klucz do COVID można znaleźć w rosyjskiej pandemii?   Ridley   2020-06-18
Skąd więc wziął się ten wirus?   Ridley   2020-06-16
Nowe dane o tym, jak działają grzyby „mrówek zombie”   Coyne   2020-06-15
Czy brytyjski naukowy establishment popełnił największy błąd w historii?   Ridley   2020-06-13
Błysk światła w mroku   Sheagren   2020-06-12
Poczucie pewności napędza efekt potwierdzenia   Novella   2020-06-08
Czy możemy zobaczyć osobowość?   Novella   2020-06-05
Rozwiązanie dla obecnego kryzysu   Ridley   2020-06-02
Lokalizacja funkcji wykonawczych   Novella   2020-05-30
Przestańcie wierzyć w naukę   Greenfield   2020-05-28
Ewolucyjne korzenie sztuki   Koraszewski   2020-05-27
Innowacji nie można wymusić, ale można je zdławić   Ridley   2020-05-26
Stymulowanie kory wzrokowej   Novella   2020-05-23
Pora na telemedycynę   Novella   2020-05-19
Czy mrożącą krew w żyłach prawdą jest, że decyzja o zamknięciu społeczeństwa opierała się na luźnych matematycznych spekulacjach?   Ridley   2020-05-15
MMR jest bezpieczna i skuteczna   Novella   2020-05-14
Odporność stada na fakty   Koraszewski   2020-05-13
O COVID wiemy wszystko – i nie wiemy niczego   Ridley   2020-05-12
Nanotechnologia zastosowana do leczenia choroby Alzheimera   Novella   2020-05-11
COVID-19 – To są szkody   Novella   2020-05-05
Nadmiar teorii wszystkiego   Koraszewski   2020-05-04
Zawodnicy – i trudności – w wyścigu do wyleczenia COVID   Ridley   2020-04-30
Psychologia sprzeciwu wobec szczepień   Novella   2020-04-25

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk